棉结的产生及其在纺纱生产中的系统控制

文/张全同 孟凡教 孙建林 郑甲瑞（山东宏杰纺织科技有限公司）

01

引言

棉结是由数十根及以上纤维相互纠缠、缠绕形成的致密纤维集合体，其存在显著劣化纱线及织物外观，是纺纱过程的关键质量指标。棉结的形成贯穿棉花处理至纺纱全过程，具有多源性、复杂性和动态演变性。深入解析其产生机理并实施精准控制，是提升纱线品质的核心路径。

2 棉结的来源与分类

2.1 形成阶段

(1) 源头阶段：棉花采摘与轧花加工过程。

(2) 纺纱过程：开清棉、梳棉、并条、精梳、粗纱、细纱及络筒等工序持续产生、消除或转化。

2.2 分类体系

(1) 形成阶段：原料棉结、生条棉结、成纱棉结。

(2) 检测方式：黑板棉结、条干仪棉结、布面棉结。

3 棉结产生的工序机理与关键因素

3.1 原料基础

纤维特性的先天影响，原棉物理特性与棉结形成呈显著正相关。

(1) 高相关性因子：纤维细度过细、长度过短、成熟度不足。

(2) 作用机理：此类纤维更易发生纠缠，形成棉结核心。

3.2．开清棉工序：棉结的隐性温床

(1) 核心矛盾：直接产生少，但为后续工序埋下隐患。

(2) 关键风险：过度打击（打手速度过快）→纤维断裂→短绒率上升（后续棉结激增主因）形成"萝卜丝"纤维束→后道梳理牵伸中分解断裂→新生棉结爆发

3.3 梳棉工序：清除与新生的博弈战场

(1) 双重角色：梳棉工序是清除棉结的主要工序，同时也是棉结产生的高风险区。

(2) 控制核心：转移效率（刺辊→锡林→道夫）：转移不良致纤维反复搓揉→新生棉结↑

(3) 单纤化率：生条纤维单纤化率低→后续牵伸工序棉结增长率↑

3.4 精梳工序：高效棉结拦截器

(1) 核心部件：顶梳（虽仅一排针，棉结拦截效率极高，纱线条干CV%降幅：0.3%～0.5%。

(2) 针密对比：350针/10cm顶梳较320针/10cm棉结排除率提升8%～12%。

3.5 并条工序：棉结增长的“重灾区”

(1) 典型增幅：头并/二并工序棉结增长率可达20%+。

(2) 根本原因：多根条子并合牵伸→纤维间纤维相对运动加剧→搓揉效应增强。

3.6 细纱工序：多因素交织的质控节点

（1）集聚纺系统参数

（2）牵伸部件状态

①　罗拉/皮辊：损伤、毛刺、挂花→纤维运动紊乱→棉结剧增

②　皮辊硬度优化值：纯棉约65度（邵氏硬度）

③　集合器/喇叭口：型号错误→纤维流偏移；边缘毛刺→边缘纤维失控

（3）加捻卷绕元件管理

3.7 络筒工序：棉结的隐性增长区

(1) 管纱状态：毛羽过长→退绕摩擦纠结。

(2) 环境湿度：RH过低→纤维刚性↑→静电毛羽→成结。

(3) 张力波动：张力异常→纱线摩擦加剧。

(4) 通道清洁：槽筒积垢/导纱杆毛刺→刮擦纱线。

4 棉结的系统控制策略

4.1 全流程控制框架

4.2 分阶段控制要点

（1）管控：建立原棉指标档案：纤维细度、长度、成熟度、整齐度、黄度、含杂、回潮等指标档案，并记录指标情况。

(2)前纺各工序

①　开清棉：践行柔性开松→打手限速+短绒率控制。

②　梳棉：保障转移效率+提升单纤化率（隔距精度±0.05mm）。

③　精梳：发挥顶梳拦截效能（针密≥320针/10cm）。

④　并条：抑制牵伸搓揉→工艺优化（牵伸分配/隔距）+设备维护。

(3)细纱工序

①　集聚纺参数精准调控（负压/网格圈/小罗拉）。

②　牵伸部件零缺陷管理（皮辊硬度检测+罗拉径向跳动≤0.02mm）。

③　加捻元件使用周期控制（钢领/钢丝圈更换周期预警）。

(4)络筒环节：

①　环境：维持车间湿度65%±3%。

②　设备：槽筒每日清洁+纱线通道零毛刺。

(5) 过程监控中的关键指标：生条棉结/短绒率/单纤化率在线检测→工序闭环反馈。

5 结论

（1）棉结控制是一项贯穿纺纱全流程的系统工程，其本质在于管理多工序的动态演变。

（2）各工序紧密关联：原料特性是基础，开清棉的过度处理会埋下隐患；梳棉作为去除主力，其转移效率至关重要，但同时也兼具新生增长风险；精梳是高效的拦截点；并条工序则是棉结增长的峰值区域；细纱环节涉及集聚纺参数与部件状态等多因子耦合；而络筒的环境与张力则成为末端增长的诱因。

（3）有效的系统控制路径必须包含：优选原料、优化工艺链（实施柔性开松、高单纤化梳棉、精梳增效及并条抑增策略）、精细维护设备（确保关键部件零缺陷）、规范操作（实现元件精准匹配）、稳定环境控制以及实施全过程质量追踪。

（4）面向未来，需要深化研究工序参数间的交互作用，在提高棉结去除效率的同时着力抑制其增长，并积极开发智能在线监控系统以实现更精准的控制。

编辑：纺织书院

纺织大学堂对本平台刊载的原创内容享有著作权，如需转载请留言。